非水溶性席夫碱铁疏水异相光催化降解有毒有机污染物

通过化学方法合成了疏水性金属有机复合物双(水杨醛)邻苯二胺席夫碱铁(Fe-bis-Schiff-base-salicy-laldehyde-o-phenylenediamine,Fe-SPA).在水溶性介质体系中,以Fe-SPA疏水特性作为异相光催化剂降解有毒有机污染物,在pH=7.20介质及可见光(λ>420 nm)照射下,通过Fe-SPA活化H2O2降解有毒有机污染物罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP),研究了Fe-SPA的光催化特性.在实验条件下,反应150 min,RhB褪色完全;反应300 min,MB褪色完全;反应10 h,2,4-DCP降解率达到65%.采用电子顺磁共振(ESR)跟踪测定活性氧化物种,检测到催化体系中产生的高氧化活性羟基自由基.通过RhB体系降解过程中的紫外-可见光谱和红外光谱分析表明,目标底物可有效降解且最终转化为胺类和羧酸类小分子.在水溶性介质体系中,Fe-SPA以疏水特性作为异相光催化剂具有良好的稳定性,循环使用5次后,光催化活性基本稳定.

席夫碱铁-BiOBr复合催化剂及其可见光活化分子氧性能

采用化学合成法制备双(5-磺酸钠水杨醛)邻苯二胺席夫碱[N,N-Bis-schiff-base-5-sulfonate-salicylalidene-o-phenylenediamine sodium,SSPA]铁(III)配合物(FeSSPA),通过FeSSPA与无机铋盐醇解反应制备了FeSSPA-BiOBr复合光催化剂.采用UV-Vis DRS、XRD、SEM及FT-IR对FeSSPA-BiOBr光催化剂进行表征.在可见光照射下研究其对罗丹明B(Rhodamine B,RhB)和2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP)的降解过程发现,经过复合后,FeSSPA-BiOBr能可见光活化分子氧催化降解底物,催化效果明显优于单独的FeSSPA及BiOBr催化剂,且单独的FeSSPA催化剂只能活化H2O2进行光催化降解.当复合量为50μmol FeSSPA/g BiOBr时,可见光活性最好,此时RhB光降解速率(k50μmol FeSSPA/g BiOBr=0.03min-1)约比单独的BiOBr高一倍(kBiOBr=0.016min-1).在pH=5.18时,反应60min后FeSSPA-BiOBr对RhB褪色率达到99%;3.5h后对小分子2,4-DCP降解率可达41%,降解中起主要作用的活性氧化物种为·OH.5次循环后催化剂仍具有良好的稳定性.FeSSPA复合BiOBr后能够夺取导带电子,降低其电子空穴对的复合率从而提高催化活性.

席夫碱铁-TiO_2复合物光催化降解有毒有机污染物

运用化学合成方法制备了双(5-磺酸钠水杨醛)邻苯二胺席夫碱[N,N'-Bis-schiff-base-5-sulfonate-salicylalidene-o-phenylenediamine sodium,SSPA]铁(III)配合物(FeSSPA),采用无机钛盐醇解法制备了席夫碱铁-TiO2复合物催化剂(FeSSPA-TiO2).通过紫外-可见反射光谱(UV-Vis DRS)、透射电镜(TEM)对制备催化剂进行了表征.利用FeSSPA-TiO2可见光(λ>420 nm)激发活化分子氧降解有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)、无色小分子2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP)及水杨酸(Salicylic acid,SA),研究了FeSSPA-TiO2的光催化性能.结果表明,FeSSPA-TiO2光催化剂在pH 6.7,可见光照射条件下,80 min RhB褪色率达到100%,20 h小分子2,4-DCP,SA的降解率分别达到67%,100%.在实验条件下,33 h对RhB矿化率达到70.5%.通过反应过程中氧化物种的测定,发现降解过程主要涉及超氧自由基(·O-2)的氧化机理.

铁(Ⅲ)席夫碱配合物的合成及其对新型环境污染物酞酸丁酯的降解性能

通过水杨醛(salicylideimine,SA)与四乙烯五胺(tetraethylenepentamine,TEPA)缩合反应合成了四乙烯五胺水杨醛亚胺席夫碱配体ST [ST=N, N’-tetraethylenepentaminebis(salicylideimine)],进一步与铁(Ⅲ)配位得到双核铁(Ⅲ)配合物[Fe_2(ST)(H_2O)_4]Cl_4[简写为Fe_2(ST)]。通过元素分析(EA)、红外光谱(FTIR)、紫外可见光谱(UV-Vis)等手段对其进行了表征。以其为催化剂,考察了在双氧水作用下,可见光降解水中新型环境污染物酞酸丁酯(DBP)的性能。结果表明,pH在3.5～8.0范围内,Fe_2(ST)的浓度大于5.5 mmol/L,H_2O_2的浓度大于8.2 mmol/L,10 min内催化体系可以实现对浓度小于20.0 mg/L的DBP 99%以上的降解。监测了加入H_2O_2前后的反应体系电子光谱随时间的变化,结果表明催化剂的活性位点可能为μ-N桥联的双核Fe(Ⅲ)活性中心,形成了有利于H_2O_2活化的过渡态。催化体系在循环使用10次后,对DBP的降解率仍可达95%。Fe2(ST)是具有优异潜力的水中酞酸丁酯污染物的绿色催化剂。

有机铁配合物/NHPI催化氧化环己烷

为增强铁化合物协助N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)催化氧化环己烷的效果,合成各种类型配体包括N、N,N、O和O、O配位式的有机铁配合物,铁与不同有机配体配位后增强了助催化能力,其中0.5 g四对氯苯基卟啉铁协助物质的量分数为10%的NHPI在100℃,氧压0.6 MPa,反应6h,环己烷转化率46%。有机铁配合物在氧化过程中形成活性高价态铁中间体,将NHPI氧化为PINO自由基,提高了氧化性能,不同配体的助催化能力为N、N配位>N、O配位>O、O配位,这与高价铁活性中间体形成难易程度有关。

水滑石纳米晶负载铁磺基席夫碱光催化降解有毒有机污染物

为了研究负载型金属有机配合物作为异相光催化剂对有毒有机污染物的催化降解性能,合成了双(5-磺基水杨醛)邻苯二胺席夫碱(SSPA)铁配合物(FeSSPA)和氯型水滑石(LDH-Cl)纳米晶载体,通过离子交换法将FeSSPA负载在LDH-Cl上,制备得到了水滑石负载磺基席夫碱铁复合物(FeSSPA-LDH)。紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)表明,该负载型复合物在可见光区有较好的响应。在可见光照射下(λ>420 nm),FeSSPA-LDH活化分子O_2降解有毒有机染料罗丹明B(RhB)及无色小分子2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的催化特性研究表明,其对有色染料和无色有机物均可有效降解。苯甲酸荧光光度法测定体系中产生的高活性氧化物种羟基自由基,表明反应机理主要涉及羟基自由基氧化机理。